浅谈共价键的极性和分子的极性判断
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摘要:一直以来,在教学第一线的老师都有同感,每届学生对化学键的共价键极性与非极性概念模糊,分辨不清,对分子的极性与非极性更是一头雾水。为了解决这个问题,笔者现根据多年教学经验做出归纳,与各位同仁共享。
关键词:化学键;共价键;极性;非极性;分子;极性;非极性;判断;方法
共价键的极性和分子的极性判断问题是中学化学教学中的一个难点,很多学生对此难以理解。为了帮助同学们更有效的复习好这一知识点,本文将对此作以系统的分析。
1 共价键的极性判断
化学键有无极性,是相对于共价键而言的。从本质上讲,共价键有无极性取决于共用电子对是否发生偏移,有电子对偏移的共价键即为极性键,无电子对偏移的共价键即为非极性键。从形式上讲,一般来说,由同种元素的原子形成的共价键即为非极性键,由不同种元素的原子形成的共价键即为极性键。在学习共价键的极性判断时,一定要走出这样一种误区“由同种元素的原子形成的共价键一定为非极性键”。
对于化合物来说,象H3C-CH3 中的“C-C”键、CH2=CH2中的“C=C”键、Na2O2 中的“O-O”键等具有结构对称的分子中同种元素原子间形成的共价键的确是非极性键。但象CH3CH2OH、CH3COOH等结构不对称的分子中的“C-C”键却不是非极性键,而是极性键。对于单质来说,象在H2、O2、N2、P4、C60、金刚石、石墨等共价单质中的共价键的确是非极性键。但在O3分子中的“O-O”键却不是非极性键,而是极性键。这是因为O3分子结构呈“V”型(或角型),键长为127.8pm(该键长正好位于氧原子单键键长148 pm与双键键长112 pm之间),与SO2结构相似,可模仿SO2把O3 称作“二氧化氧”,所以O3分子中的“O-O”键是极性键,其分子是极性分子。
2分子的极性判断
分子是否存在极性,不能简单的只看分子中的共价键是否有极性,而要看整个分子中的电荷分布是否均匀、对称。根据组成分子的原子种类和数目的多少,可将分子分为单原子分子、双原子分子和多原子分子,各类分子极性判断依据是:
1单原子分子:分子中不存在化学键,故无极性分子或非极性分子之说,如He、Ne等稀有气体分子;
2双原子分子:对于双原子分子来说,分子的极性与共价键的极性是一致的。若含极性键就是极性分子,如HF、HI等;若含非极性键就是非极性分子,如I2、O2、N2 等。
3 共价键的极性和分子的极性的关系
具体情况可见下表:
4 由极性键结合的多原子分子的极性判断技巧
4.1 位置对称法
分子有无极性主要看分子中正、负电荷的分布是否对称,而电荷分布情况又跟分子的形状有密切的关系,因此可根据分子的形状先分析分子的对称性。若分子高度对称,则为非极性分子,反之为极性分子。具体的做法可将分子中同种元素的原子看成集中于一点,有几种元素就可以找几个点,然后再比较这几个点是否重合,若能重合,就说明该分子是高度对称的,这样的分子没有极性,是非极性分子,反之为极性分子。因此只要清楚分子的形状(常见分子的形状见上表),就能判断分子是否有极性。
4.2 价、位关系法
所谓“价、位关系”是指元素的化合价和该元素在周期表中的位置(主族序数)之间的关系。对于ABn型的分子来说,若A的化合價的绝对值和A在周期表中的主族序数相等,则该分子是非极性分子,若不相等,则是极性分子。例如,NH3分子中,N元素的化合价为-3 价,绝对值为3,它在第VA族,价与位不等(3 =?5),故NH3 为极性分子。而CH4、SO3、PCl5 等分子中的中心元素C、S、P都符合价、位相等关系,都是非极性分子。
总而言之,要让学生学好化学键,除了重点掌握方法和技巧,善于抓住分子的结构特点之外,还要反复练习加以巩固。
参考文献:
[1]李安主编.高中化学奥林匹克竞赛解题方法大全[M].太原:山西教育出版社,2002.
[2]仲执/著.教师的创新意识[M].长春:东北师范大学出版社,2002.
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